Qu’est-ce qu’une feuille de graphite ?
À mesure que les appareils électroniques tels que les appareils mobiles deviennent plus légers, plus minces et plus compacts, tout en devenant plus sophistiqués et plus fonctionnels, le problème de la production de chaleur devient de plus en plus important.
La conductivité thermique de la feuille de graphite est deux à cinq fois supérieure à celle du cuivre, qui a une conductivité thermique élevée parmi les métaux, et bien qu’elle soit légèrement inférieure à celle du diamant, elle a une conductivité thermique supérieure à celle d’autres métaux. Elle a donc une excellente conductivité thermique (dissipation et diffusion de la chaleur) pour supporter le montage à haute densité de composants électroniques et devrait devenir un matériau résistant à la chaleur qui soit à la fois mince et flexible. Il devrait devenir un matériau thermorésistant à la fois fin et souple.
La feuille de graphite PGS (en anglais PGS : “Pyrolytic Graphite Sheet”) est connue comme une feuille de graphite cristallin de production nationale avec une conductivité thermique et une flexibilité élevées (marque déposée de Panasonic Corporation).
Utilisations des feuilles de graphite
Les feuilles de graphite sont très efficaces pour la diffusion et la dissipation de la chaleur dans une variété d’applications, y compris les appareils électroniques mobiles.
Outre les appareils ménagers tels que les smartphones, les téléphones portables, les appareils photo numériques, les tablettes et périphériques PC, et les dispositifs LED, les feuilles de graphite sont également utilisées dans les équipements de fabrication de semi-conducteurs (pulvérisation, gravure à sec, etc.) et dans les communications optiques et les stations de base.
Les feuilles de graphite sont également utilisées comme matériau résistant à la chaleur dans divers domaines autres que ceux mentionnés ci-dessus, et le marché se développe rapidement.
Principe des feuilles de graphite
Le processus de fabrication des feuilles de graphite repose, pour faire simple, sur un principe très simple : un film polymère doté d’une structure moléculaire particulière est pyrolysé à haute température et fritté à ultra-haute température pour produire une structure cristalline fortement orientée dans le sens du plan, proche de celle d’un monocristal.
Toutefois, cette matière première spéciale est un secret commercial et il n’est pas possible d’expliquer pourquoi le graphite se forme lorsque cette matière première spéciale est utilisée.
Pourquoi un traitement à haute température est-il donc nécessaire ? La réponse est claire.
Lorsque des matériaux polymères contenant du carbone sont chauffés dans des conditions exemptes d’oxygène :
Hydrogène à 500 °C
Oxygène à 1000 °C
Azote à 2000°C
Et enfin, lorsqu’ils sont chauffés à 3 000 °C, il ne reste plus que des atomes de carbone. Ces atomes de carbone sont calcinés et cristallisés en “cristaux de graphite de haute qualité”. En revanche, les feuilles de graphite ne sont pas simplement cristallisées, mais sont des feuilles de carbone cristallisé bidimensionnel empilées en couches.
En raison de cette structure en couches, la conductivité thermique des feuilles de graphite se caractérise par le fait que la chaleur est à peine transférée dans le sens de l’épaisseur, mais rapidement dans le sens de la fuite.
De plus, la production ne nécessite pas de processus complexes, ce qui permet de réduire les coûts et, comme le matériau est du carbone, présente l’avantage d’être conforme à la directive sur la limitation de l’utilisation de certaines substances dangereuses dans les équipements électriques et électroniques (RoHS).